JP2003129852A - エンジン過給システム - Google Patents

エンジン過給システム

Info

Publication number
JP2003129852A
JP2003129852A JP2001326839A JP2001326839A JP2003129852A JP 2003129852 A JP2003129852 A JP 2003129852A JP 2001326839 A JP2001326839 A JP 2001326839A JP 2001326839 A JP2001326839 A JP 2001326839A JP 2003129852 A JP2003129852 A JP 2003129852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
supercharging
engine
exhaust
turbine
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001326839A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Yamaguchi
純一 山口
Koji Onishi
浩二 大西
Matsuharu Abo
松春 阿保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2001326839A priority Critical patent/JP2003129852A/ja
Priority to EP02011610A priority patent/EP1306534A3/en
Priority to US10/157,985 priority patent/US20030074899A1/en
Publication of JP2003129852A publication Critical patent/JP2003129852A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2053—By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジンの低速運転時及び高速運転時のいずれ
にも過給機能を十分に発揮させ、出力向上又は燃費向上
を図る。 【解決手段】燃料をシリンダ１０１ａ内に直接噴射する
噴射機構を備えたエンジン１０１と、エンジン１０１の
低回転時に過給を行なうための第１ターボ過給機１０４
及び高回転時に過給を行なうための第２ターボ過給機１
０５と、第１及び第２ターボ過給機１０４，１０５に関
連する排気通路の選択及び排気ガス流量の制御を行うた
めの第１及び第２排気制御弁１０６，１０７と、エンジ
ン１０１の運転条件に応じ、第１及び第２ターボ過給機
１０４，１０５を用いて、成層燃焼又は均質燃焼を実現
させるように、排気制御弁１０６，１０７の開閉動作を
制御するコントローラ１１４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダ内に直接
燃料を噴射し、点火により燃焼させるエンジンに対し過
給を行なうエンジン過給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば、排気通路に設けたタ
ービンと吸気通路に設けられタービンに連結されたコン
プレッサとからなるターボ過給機により、吸気の過給を
行うようにしたターボ過給機付き内燃機関は広く知られ
ている。
【０００３】近年、シリンダ内に燃料を直接燃料を噴射
するエンジンが広く用いられつつあるが、この直噴型エ
ンジンに対し過給により出力の向上を図ったものとし
て、例えば、特開平10-89106号公報に記載のエンジン過
給システムがある。
【０００４】このエンジン過給システムは、燃料をシリ
ンダ内に直接噴射する噴射機構を備え、複数のシリンダ
それぞれに第１排気弁及び第２排気弁を設けたエンジン
と、小型のタービンを備えた過給機とを備え、各シリン
ダの第１排気弁が過給機に接続されるとともに第２排気
弁が直接排気管に接続されている。そして、エンジンの
低回転時（低速運転時）には第２排気弁を閉じて第１排
気弁を開き、過給機のタービンに排気ガスを送って過給
を行う。高回転時（高速運転時）には第１及び第２排気
弁を、その開弁時期をずらしつつ開くようになってい
る。
【０００５】このような構成において、過給機のタービ
ンを小容量とすることによりエンジンの低速高負荷時に
おいても高いトルクを得るとともに、エンジンの高速運
転時にはタービンに対し過剰供給分となる排気ガスを第
２排気弁から直接排気管へ導出することで排圧を低減
し、出力の低下を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、以下の課題が存在する。
【０００７】すなわち、上述したように小型タービンを
用いることでエンジンの低速運転時において過給機能を
十分に発揮させ、例えば高負荷の場合には出力向上作
用、低負荷の場合には燃費向上作用が得られる。しかし
ながらその反面、高速運転時には小型タービンに対し排
気ガスが供給過剰となりそのままでは排圧増大によりか
えって出力が低下してしまうことから、これを防止する
ため第２排気弁から排気ガスを過給機を介さずそのまま
排気管へと放出している。この結果、高速運転時におい
てほとんど過給機能を発揮することができず、ターボエ
ンジンの本来の役割である例えば高速高負荷時の出力向
上効果が得られなくなる。
【０００８】本発明の目的は、エンジンの低速運転時及
び高速運転時のいずれにも過給機能を十分に発揮させ、
出力向上又は燃費向上を図ることができるエンジン過給
システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明のエンジン過給システムは、燃料をシ
リンダ内に直接噴射する噴射機構を備えたエンジンと、
前記エンジンの低回転時に過給を行なうための第１過給
機構及び高回転時に過給を行なうための第２過給機構を
含む少なくとも２つの過給機構と、前記第１及び第２過
給機構に関連する排気通路の選択及び排気ガス流量の制
御を行うための複数の排気制御弁と、前記エンジンの運
転条件に応じ、前記第１及び第２過給機構のうち所望の
少なくとも一方を用いて、燃料をシリンダの圧縮行程に
噴射して燃焼させる成層燃焼及び燃料をシリンダの吸気
行程に噴射して燃焼させる均質燃焼のうちいずれか一方
の所望の燃焼を実現させるように、前記排気制御弁の開
閉動作を制御する弁制御手段とを備える。
【００１０】本発明においては、エンジンの運転条件に
応じ、弁制御手段が複数の排気制御弁を制御し第１及び
第２過給機構に関連する排気通路の選択及び排気ガス流
量の制御を行うことによって、エンジンのシリンダ内に
て成層燃焼又は均質燃焼を行わせる。これにより、低回
転時（低速運転時）においては、例えば小容量タービン
を備えた第１過給機構を主として用いることで排気ガス
流量が少なくても十分にタービンを回転させて応答性よ
く過給を行いつつ、低負荷の場合は圧縮行程噴射を行っ
てシリンダ内に成層燃焼を行わせ燃費向上を図るととも
に高負荷の場合には吸気行程噴射を行ってシリンダ内に
均質燃焼を行わせ出力向上を図ることができる。また、
高回転時（高速運転時）においては、上記第１過給機構
小容量タービンが飽和することから、例えば大容量ター
ビンを備えた第２過給機構を主として用いて過給を行い
つつ、上記同様、低負荷の場合にはシリンダ内に成層燃
焼を行わせ燃費向上を図るとともに高負荷の場合にはシ
リンダ内に均質燃焼を行わせ通常のターボエンジンと同
等の出力向上を図ることが可能となる。このようにし
て、エンジンの低速運転時及び高速運転時のいずれにも
過給機能を十分に発揮させ、出力向上又は燃費向上を図
ることができる。
【００１１】（２）上記目的を達成するために、また本
発明のエンジン過給システムは、燃料をシリンダ内に直
接噴射する噴射機構を備えたエンジンと、前記エンジン
の低回転時に過給を行なうための第１過給機構及び高回
転時に過給を行なうための第２過給機構を含む少なくと
も２つの過給機構と、前記第１及び第２過給機構に関連
する排気通路の選択及び排気ガス流量の制御を行うため
の複数の排気制御弁と、前記エンジンの回転数及び負荷
に応じ、前記第１及び第２過給機構のうち所望の少なく
とも一方を用いて、燃料をシリンダの圧縮行程に噴射し
て燃焼させる成層燃焼及び燃料をシリンダの吸気行程に
噴射して燃焼させる均質燃焼のうちいずれか一方の所望
の燃焼を実現させるように、前記排気制御弁の開閉動作
を制御する弁制御手段とを備える。
【００１２】（３）上記（１）又は（２）において、好
ましくは、前記少なくとも２つの過給機構はターボチャ
ージャーであり、前記第１過給機構の容量が前記第２過
給機構の容量の１／２以上１／５以下である。
【００１３】これにより、第１過給機構のタービンを小
型化でき、そのタービンの製造コストを第２過給機構の
タービンの約２／３程度に抑えることができる。したが
って通常のタービンを２つ用いる場合に比べ、低コスト
化を図ることができる。
【００１４】（４）上記（１）又は（２）において、ま
た好ましくは、前記少なくとも２つの過給機構はターボ
チャージャーであり、前記第２過給機構のタービンとハ
ウジングのクリアランスが、第１過給機構のタービンと
ハウジングのクリアランスの１．５倍以上となってい
る。
【００１５】例えば１つのタービンで低回転領域から高
回転領域までなるべく広い範囲をカバーしようとする場
合、制御精度向上の観点から、そのタービンとハウジン
グのクリアランスを非常に小さく精度良く製作しなけれ
ばならない。これに対し、本発明においては、上記
（１）で説明したように、弁制御手段が排気制御弁の開
閉動作を制御し、エンジンの運転条件に応じて主として
用いる過給機構を切り換えることにより、最適な所望の
態様の燃焼を行わせることが可能である。したがって、
比較的大容量の第２過給機構のタービンについては、ハ
ウジングとの間のクリアランスを、第１過給機構のター
ビンとハウジングのクリアランスの１．５倍以上という
ように比較的低精度で製作しても、十分な過給を行なう
ことができる。したがって、第２過給機構の製作精度を
低下できる分、製作コストを低減できる。
【００１６】（５）上記（１）〜（４）のいずれかにお
いて、また好ましくは、運転者が加速重視モードか燃費
重視モードかを選択できる選択手段をさらに備え、前記
弁制御手段は、前記選択手段の選択結果に応じて、前記
排気制御弁の開閉動作を制御する。
【００１７】上記（１）で説明したように、低回転時
（低速運転時）においては、例えば小容量タービンを備
えた第１過給機構を主として用いることで応答性よく過
給を行い、高回転時（高速運転時）においては、例えば
大容量タービンを備えた第２過給機構を主として用いて
過給を行うが、中速運転時では第１過給機構と第２過給
機構のどちらでも使える領域が生ずる。ここで、一般
に、小容量のタービンを使うと排圧が高くなり燃費が悪
化するが応答性は高く、大容量のタービンを使用すると
逆に燃費は良く、応答性は小容量タービンに比べて劣
る。そこで、本発明においては、選択手段によって運転
者の意図に応じて例えば第１過給機構及び第２過給機構
のどちらかを使用するかを決定するようにし、これによ
り、加速重視か、燃費重視かという運転者の要求に合わ
せたエンジン性能を提供することができる。
【００１８】（６）上記（１）〜（４）のいずれか１つ
において、また好ましくは、運転操作に係わる状態量
（アクセル開度やギヤ位置、車速など）情報を検出しそ
の情報から運転者の意図を判断する判断手段をさらに備
え、前記弁制御手段は、前記判断手段で判断した運転者
の意図に応じて、前記排気制御弁の開閉動作を制御す
る。
【００１９】（７）上記（１）〜（６）のいずれか１つ
において、また好ましくは、前記排気通路に接続された
主触媒と、主として前記エンジンの始動時に用いる補助
触媒とをさらに備え、前記弁制御手段は、前記エンジン
の始動時または低温時には前記少なくとも２つの過給機
構をバイパスして主触媒又は補助触媒に排気ガスを優先
的に流すように、前記複数の排気制御弁を制御する。
【００２０】これにより、エンジン始動時（暖気運転
時）又は低温時には触媒の昇温すなわち活性化を早め、
排気ガスの浄化を図ることができる。
【００２１】（８）上記（１）〜（６）のいずれか１つ
において、また好ましくは、前記排気通路に接続された
主触媒と、主として前記エンジンの始動時に用いる補助
触媒とをさらに備え、かつこの補助触媒は、前記排気通
路のうち前記第１過給機構をバイパスする通路に配設さ
れている。
【００２２】（９）上記（１）〜（６）のいずれかにお
いて、また好ましくは、前記排気通路に接続された主触
媒と、主として前記エンジンの始動時に用いる補助触媒
とをさらに備え、かつこの補助触媒は、前記排気通路の
うち前記第２過給機構をバイパスする通路に配設されて
いる。
【００２３】（１０）上記（１）又は（２）において、
また好ましくは、第１過給機構を機械過給とし、第２過
給機構はターボチャージャーである。
【００２４】（１１）上記目的を達成するために、また
本発明のエンジン過給システムは、燃料をシリンダ内に
直接噴射する噴射機構を備えたエンジンと、少なくとも
１つの過給用のタービン機構と、前記シリンダの吸気行
程または圧縮行程における第１回目の燃料噴射及び前記
シリンダの膨張行程または排気行程における第２回目の
燃料噴射を含む少なくとも２回の燃料噴射を、毎サイク
ル又は所定サイクル数をおいて間欠的に行なうように、
前記噴射機構を制御する噴射制御手段とを備える。
【００２５】前述したように、一般に、小容量のタービ
ンを使うと低速運転時の応答性は良くなるが高速運転時
に排圧が高くなって燃費が悪化し、大容量のタービンを
使用すると低速運転時の応答性が小容量タービンに比べ
て劣る。そこで、本発明においては、例えば１つの大容
量のタービンを用いるとともに、さらに噴射制御手段
で、シリンダの吸気または圧縮行程において噴射機構か
ら第１回目の燃料噴射を行わせてエンジントルクを得た
後、シリンダの膨張または排気行程において第２回目の
燃料噴射を行わせる。
【００２６】この第２回目に噴射された燃料はエンジン
トルクとはならないが、高温のシリンダ内または排気管
において燃焼し、排気ガスのエネルギーを増す働きを持
つ。これにより、タービンの回転数の上昇を早めること
ができるので、上記のように大容量タービンを用いる場
合でも、低速運転時における応答性を向上させることが
できる。
【００２７】以上の結果、上記（１）と同様、低速運転
低負荷の場合は圧縮行程噴射を行ってシリンダ内に成層
燃焼を行わせ燃費向上を図るとともに、高負荷の場合に
は吸気行程噴射を行ってシリンダ内に均質燃焼を行わせ
出力向上を図ることが可能となり、高速運転低負荷の場
合はシリンダ内に成層燃焼を行わせ燃費向上を図るとと
もに高負荷の場合にはシリンダ内に均質燃焼を行わせ出
力向上を図ることが可能となる。すなわち、エンジンの
低速運転時及び高速運転時のいずれにも過給機能を十分
に発揮させ、出力向上又は燃費向上を図ることができ
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。
【００２９】本発明の第１実施形態を図１〜図１４によ
り説明する。
【００３０】図１は、本実施形態のエンジン過給システ
ムの全体概略構成を表すシステム構成図である。この図
１において、エンジン１０１には燃料噴射弁１１３が、
エンジン１０１のシリンダ１０１ａに直接燃料を噴射す
るように取り付けられている。
【００３１】エンジン１０１は、その吸気行程では吸気
弁（図示しない）が開き、ピストン（図示しない）が下
降して上記空気が吸入される。ここで、均質燃焼を行な
おうとする場合には、このタイミングで燃料が噴射さ
れ、次の圧縮行程を経て十分にシリンダ内の燃料と空気
の混合が促進されるため、空気の利用率が高く、高いト
ルクを発生させることができる。続いて圧縮行程では、
吸気弁が閉じ、ピストンが上昇してシリンダ内空気が圧
縮される。ここで、成層燃焼を行なおうとする場合に
は、このタイミングで燃料を噴射し、点火プラグ（図示
しない）の近傍に空燃比の濃い領域を作り、全体として
薄い空燃比であっても良好に燃焼できるようにする。空
気量が多いのでポンピングロスが少なくなり、また混合
気からシリンダに逃げる熱が減少する、すなわち冷却損
失が減るので、部分負荷域で同じトルクを出す場合に、
空気量を絞って均質燃焼させた場合よりも燃費が向上す
るようになっている。
【００３２】エンジン１０１の燃焼のために吸入された
空気は、エアクリーナ１０９を通り、エアフローメータ
１１０で吸入空気量を計測し、第１ターボ過給機１０４
のタービン（以下第１タービン）１０４ａ、または第２
ターボ過給機１０５のタービン（以下第２タービン）１
０５ａにそれぞれ連結しているコンプレッサ１０４ｂ，
１０５ｂによって圧縮された後、インタークーラ１１１
によって冷却され、電子制御スロットル１１２で流量を
調整した後、吸気管１０２を通ってエンジン１０１に送
られる。
【００３３】一方、エンジン１０１から出た排気は、排
気管１０３を通り、第１タービン１０４ａ、または第２
タービン１０５ａに送られる。この経路を選択するため
に、第１排気制御弁１０６及び第２排気制御弁１０７
（詳細構造は後述の図３参照）が設けられている。
【００３４】吸気管１０２と排気管１０３の間には小容
量の前記第１タービン１０４ａ、およびこれに比較して
大容量の前記第２タービン１０５ａが取り付けられてお
り、吸気または排気に対して並列に配置されている。こ
こで、排気管１０３の、第１タービン１０４ａの取り付
けられる部分は、第２タービン１０５ａの取り付けられ
る部分より細くする。
【００３５】第１タービン１０４ａの容量は、第２ター
ビン１０５ａの容量に対して１／２〜１／５になるよう
に構成する。また第２タービン１０５ａの本体とハウジ
ング（ケース）とのクリアランスは、第１タービンの少
なくとも1.5倍以上に設定する。第２タービン１０５ａ
を使用しない場合は、第２排気制御弁１０７により第２
タービン１０５ａへの排気通路は閉じられており、ま
た、後述するタービン予回転などを用いることにより、
第２タービンの精度が低くても十分な過給を行なうこと
ができる。
【００３６】第１タービン１０４ａの下流には補助触媒
１１５が取り付けられており、また、第１タービン１０
４ａと第２タービン１０５ａの経路が合流した下流部分
に、主触媒１０８が取り付けられている。
【００３７】このとき、１１４は例えばコンピュータか
らなるコントローラであり、エンジン１０１の水温、回
転数、エアフローメータ１１０からの吸入空気量、排気
温度センサ１１６からの排気温度などの情報をもとに、
燃料噴射弁１１３の作動信号を出したり、点火コイル
（図示しない）に点火信号を送ったり、第１タービン１
０４ａの排気制御弁１０６、第２タービン１０５ａの排
気制御弁１０７を開閉する信号を出すようになってい
る。
【００３８】図２は、このコントローラ１１４によるエ
ンジン１０１、第１排気制御弁１１６、及び第２排気制
御弁１１７の制御手順を表すフローチャートである。な
お、以下は、説明の便宜上、典型的な一例として、エン
ジン１０１の排気量が２リッターの場合を例にとって説
明する。
【００３９】図２において、コントローラ１１４は、最
初にステップ２０１において、エンジン１０１の回転
数、電子制御スロットル１１２を制御するための図示し
ないアクセルの開度、エンジン１０１の冷却水の水温、
吸入空気の圧力、排気の温度、ギヤ操作位置、車速など
の運転操作に係わる状態量情報を、図示しない各情報に
対応する検出手段から取り込み、ステップ２０２にてこ
の種のものとして公知の方法によって目標トルクを演算
する。またそれら取り込んだ検出情報は、後述の運転者
の意図を判断する材料としても用いられる。
【００４０】そして、この目標トルクを基にして、ステ
ップ２０３において、燃料噴射量、具体的には、燃料噴
射弁１１３の開弁パルス幅を決定する。また、電子制御
スロットル１１２に開閉動作信号を送り、吸入空気量を
調節する。また、シリンダ１０１ａ内の点火プラグ（図
示しない）の概ねの点火時期を決定する。
【００４１】さらにステップ２０４において、エンジン
１０１の回転数や要求トルクの履歴、上記したアクセル
開度などの運転操作に係わる状態量情報等を元に、運転
者が要求しているトルクが大きいのか、小さいのかを判
断し、要求トルクが大きい場合は応答性重視のモード
に、要求トルクが小さく、かつその変化が小さい場合に
は、燃費重視のモードになるようにする（運転者の意図
を判断する判断手段に相当）。なお、これは、運転席に
別に設けられた選択手段としてのモード切替えスイッチ
によりモード切り換えを行うようにしても良い。
【００４２】次にステップ２０５において、排気温度セ
ンサ１１６によって検出した排気温度Ｔが、ある一定温
度Ｔ1以下であるかどうかを判定する。
【００４３】（１）低温時 Ｔ≦Ｔ1の場合（低温時、例えばエンジン１０１の暖機
運転前の場合）には、主触媒１０８、補助触媒１１５が
活性化していないので、ステップ２０６に移り、第１排
気制御弁１０６、第２排気制御弁１０７をそれぞれバイ
パス側に開口させ、熱容量の大きな第１タービン１０４
ａと第２タービン１０５ａ（特に第２タービン１０５
ａ）をバイパスし、補助触媒１１５を通るように排気通
路を切替える。
【００４４】図３は、このときの第１及び第２排気制御
弁１０６，１０７の作動状態を表す詳細図である。図３
において、第１排気制御弁１０６は、第１主バルブ２０
１、第１補助バルブ２０２、第１リリーフバルブ２０３
により構成され、これらは、それぞれアクチュエータ２
１１、２１２、および２１３に内蔵されたスプリングの
力で閉弁側に付勢されている。これと同様に、第２排気
制御弁１０７は、第２主バルブ２０４、第２補助バルブ
２０５、第２リリーフバルブ２０６により構成され、こ
れらは、それぞれアクチュエータ２１４、２１５、およ
び２１６に内蔵されたスプリングの力で閉弁側に付勢さ
れている。それぞれのアクチュエータ２１１〜２１６の
作動に必要な負圧は、エンジン１０１の吸気管１０２に
接続したサージタンク（図示しない）により供給されて
いる。低温時の場合には、コントローラ１１４からの制
御信号に基づき第１及び第２リリーフバルブ２０３，２
０６のアクチュエータ２１３，２１６に負圧が供給さ
れ、第１及び第２リリーフバルブ２０３，２０６を通じ
て排気ガスを主触媒１０８側にバイパスさせる。これに
より、熱容量の大きいタービン１０４ａ，１０５ａに排
気ガスの熱エネルギーを吸収されることなく、直接、主
触媒１０８を暖機することができ、主触媒１０８の早期
昇温を行なって排気ガスの浄化を図ることができる。
【００４５】その後、ステップ２０７でステップ２０６
の制御に対応して詳細な燃料噴射時期を決定し、ステッ
プ２０８に燃料噴射弁１１３に制御信号を出力して燃料
噴射を行わせると共にステップ２０９において点火プラ
グに制御信号を出力して点火を行わせ、エンジン１０１
を着火燃焼させ、このフローを調整する。
【００４６】なお、先のステップ２０５の判定が満たさ
れた場合、ステップ２１０に移り、排気温度センサ１１
６によって検出した排気温度Ｔが所定温度T2以下である
かどうかを参照する。ここで、このT2は、前述のT1と、
完全暖機後の排気温度T3とに対し、T1＜T2＜T3の関係が
成り立つような温度である。Ｔ≦Ｔ2の場合（例えばエ
ンジン１０１の暖機運転中の場合）には、排気管１０３
の上流に設けられた補助触媒１１５は活性化しているの
で、これを用いて排気有害成分の浄化を図れる。そこ
で、ステップ２１１に移り第２排気制御弁１０７を閉
じ、さらにステップ２１２で第１排気制御弁１０６を開
く。図４は、このときの第１及び第２排気制御弁１０
６，１０７の作動状態を表す詳細図である。図４におい
て、まず、コントローラ１１４からの信号で、第１補助
バルブ２０２のアクチュエータ２１２に負圧が供給さ
れ、第１補助バルブ２０２が開く。第１補助バルブ２０
２はその開口面積が小さいので、比較的小さな力で開閉
を行なうことができる。つぎに第１主バルブ２０１のア
クチュエータ２１１に負圧を供給し、第１主バルブ２０
１を開く。第１補助バルブ２０２が開いているので、バ
ルブの前後の圧力差が小さく、比較的小さな力で主バル
ブ２０１を開閉できる。こうしてエンジン１０１からの
排気ガスが第１過給機１０４の第１タービン１０４ａに
供給されて過給が行われ、これによって完全に暖機が終
了していなくても低速域で十分なトルクを得ることがで
きる。過給圧が所定の設定値例えば１５０kPaに達する
と、アクチュエータ２１３に負圧が供給され、第１リリ
ーフバルブ２０３が開く。バルブ２０３の開度は、吸気
管圧力をモニターし、これが一定圧力に達するようにア
クチュエータ２１３により制御される。このようにして
第１タービン１０４ａまたは第１リリーフバルブ２０３
を通った排気ガスは、その下流に設けられた補助触媒１
１５を通り、低温時であっても既に補助触媒１１５が活
性化されているので、排気ガスの浄化をはかることがで
きる。
【００４７】ステップ２１２が終了した後は、前述のス
テップ２０７へ移り、以降は上記同様の制御となる。
【００４８】（２）低速運転時 一方、先のステップ２１０の判定が満たされない場合、
ステップ２１３に移り、例えば図示しないエンジン回転
数センサによって検出したエンジン回転数Ｎが低回転数
側の所定の回転数例えば例えば、毎分２０００回転未満
であるかどうかを判定する。Ｎ＜２０００ｒｐｍである
場合には判定が満たされ、ステップ３００の低速制御手
順に移る。
【００４９】図５は、このステップ３００の詳細手順を
表すフローチャートである。図５において、まず、ステ
ップ３０１において、前述したステップ２０４と同様、
エンジン１０１の回転数や要求トルクの履歴、アクセル
開度などの情報を元に、運転者が要求しているトルクが
大きいのか、小さいのかを判定する。
【００５０】要求トルクが中程度（例えば２リッターエ
ンジンにおいては１００Nm程度）以上であるときはステ
ップ３０２及びステップ３０３において、第１排気制御
弁１０６を小容量の第１タービン１０４ａ側に開口さ
せ、第２排気制御弁１０７を閉じる。このときの動作状
態は前述の図４に示したものとほぼ同様となるので詳細
な説明は省略する。上記動作により第１タービン１０４
ａが回転し、吸気管１１２の過給圧を高める。第１ター
ビン１０４ａの容量が小さいので、アイドル回転または
これに近い低速の排気ガス流量が少ない領域でも、十分
にタービン１０４ａを回転させることができ、応答性良
く過給を行なうことができる。
【００５１】その後、ステップ３０４において、予め設
定過給圧（例えば150kPa）に達したかどうかを判定し、
判定が満たされたらステップ３０５に移り、第１排気制
御弁１０６から排気の一部をバイパス通路に流し、過給
圧が過度に上昇することを防ぐ。
【００５２】その後、ステップ３０６に移り、要求トル
クが１４０Nm以上であるかどうかを判定する。要求トル
クが１００〜１４０Nmであればこの判定が満たされず、
ステップ３０７に移って圧縮行程噴射に設定する。そし
て、ステップ３０８においてエンジン１のシリンダ１ａ
の圧縮行程に燃料噴射を行ってエンジン１０１のシリン
ダ１０１ａ内に成層混合気を生成し、ステップ３０９で
点火プラグよりシリンダ１０１ａ内に点火してターボ成
層燃焼を行なわせることで、燃費を向上させることがで
きる。
【００５３】要求トルクが１４０Nm以上であるときはス
テップ３０６の判定が満たされ、ステップ３１０で吸気
行程噴射に設定し、ステップ３１１にて電子制御スロッ
トル１１２に制御信号を出力して空気量の制御を行った
後、ステップ３０８及びステップ３０９を経てシリンダ
１０１ａ内にターボ均質燃焼を行わせ、高いトルクを得
ることができる。なお、前述のステップ３０１において
要求トルクが例えば１００Nm未満であった場合には、ス
テップ３１２において排気制御弁１０６，１０７を現状
維持のままとし、そのままステップ３１１以降へと進
む。
【００５４】（３）中速運転時 一方、先に図２に示したステップ２１３での判定が満た
されない場合、ステップ２１４に移り、エンジン回転数
Ｎが中回転数領域の所定の上限値例えば、毎分４０００
回転以下であるかどうかを判定する。Ｎ≦４０００ｒｐ
ｍである場合（言い換えればいわゆる中速運転領域であ
る場合）、判定が満たされ、ステップ４００の中速制御
手順に移る。
【００５５】図６は、このステップ４００の詳細手順を
表すフローチャートである。図６において、まず、ステ
ップ４０１において、先にステップ２０４で判定した運
転モードを参照した後、ステップ４０２に移り、要求ト
ルクが中程度（例えば１００Nm）以上であるかどうかを
判定する。
【００５６】判定が満たされたらステップ４０３へ移
る。ここで、中速運転時では第１タービン１０４ａと第
２タービン１０５ａのどちらでも使える領域が生ずる。
一般に小容量の第１タービン１０４ａを使うと、第２タ
ービン１０５ａを使った場合と比較して排圧が高くなり
燃費が悪化するが応答性は高く、第２タービン１０５ａ
を使用すると逆に燃費は良く、応答性は第１タービン１
０４ａを使った場合に比べて劣る。そこで、ステップ４
０３では、運転者の意図から燃費重視、または応答性重
視のどちらかに応じて制御を異なるものとする（主とし
て第１タービン１０４ａまたは第２タービン１０５ａの
どちらかを使用するかを決定し排気制御弁１０６および
１０７により経路を選択する）ために、ステップ４０１
で参照した運転モードが応答性重視モード（言い換えれ
ば加速重視モード）であるかどうかを判定する。
【００５７】（３−１）応答性重視モード（加速重視モ
ード）時 運転モードが応答性（加速性）重視であれば、ステップ
４０３の判定が満たされ、ステップ４０４及びステップ
４０５にて第１排気制御弁１０６を第１タービン１０４
ａ側に開口させ、第２制御弁１０７を閉じる。この動作
により、第１タービン１０４ａが回転し、吸気管１１２
の過給圧を高める。その後、ステップ４０６において、
予め設定した過給圧（例えば140kPa）に達したかどうか
を判定し、判定が満たされたらステップ４０７に移り、
第２排気制御弁１０７から排気の一部を第２タービン１
０５ａに流し、第２タービン１０５ａを予回転させなが
ら、第１タービン１０４ａの過給圧が過度に上昇するこ
とを防ぐ。ここで予回転とは、実際に過給を行なわない
程度にタービンをあらかじめ回転させておき、タービン
の応答性を良くしておくことと定義する。
【００５８】図７は、このときの第１及び第２排気制御
弁１０６，１０７の作動状態を表す詳細図である。図７
において、まず、コントローラ１１４からの信号で、第
１補助バルブ２０２のアクチュエータ２１２に負圧が供
給され、第１補助バルブ２０２が開く。第１補助バルブ
２０２はその開口面積が小さいので、比較的小さな力で
開閉を行なうことができる。ここで第１主バルブ２０１
のアクチュエータ２１１に負圧を供給し、第１主バルブ
２０１を開く。第１補助バルブ２０２が開いているの
で、バルブの前後の圧力差が小さく、比較的小さな力で
主バルブ２０１を開閉できる。こうしてエンジン１０１
からの排気ガスが第１過給機１０４の第１タービン１０
４ａに供給されて過給が行われ、十分なトルクを得るこ
とができる。過給圧が所定の設定値例えば１４０kPaに
達すると、第２補助バルブ２０５のアクチュエータ２１
５に負圧が供給され、第２補助バルブ２０５が開く。こ
れにより、第２タービン１０５ａを予回転させて応答性
を高めることができる。
【００５９】なお、さらに排気ガス量が多い場合には、
アクチュエータ２１３（又は２１６でもよい。以下同
様）を作動させて第１リリーフバルブ２０３（又は第２
リリーフバルブ２０６）を開き、過給圧の過度の上昇を
防ぐ。リリーフバルブ２０３（又は２０６）の開度は、
吸気管圧力をモニターし、これが一定圧力に達するよう
にアクチュエータ２１３（又は２１６）により制御され
る。
【００６０】その後、ステップ４０８に移り、要求トル
クが１６０Nm以上であるかどうかを判定する。要求トル
クが１６０Nm未満であればこの判定が満たされず、ステ
ップ４０９に移って圧縮行程噴射に設定する。そして、
ステップ４１０にて電子制御スロットル１１２に制御信
号を出力して空気量の制御を行った後、ステップ４１１
においてエンジン１０１のシリンダ１０１ａの圧縮行程
に燃料噴射を行ってエンジン１０１のシリンダ１０１ａ
内に成層混合気を生成し、ステップ４１２で点火プラグ
よりシリンダ１０１ａ内に点火してターボ成層燃焼を行
なわせることで、燃費を向上させることができる。
【００６１】要求トルクが１６０Nm以上であるときはス
テップ４０８の判定が満たされ、ステップ４１３で吸気
行程噴射に設定し、ステップ４１０にて電子制御スロッ
トル１１２に制御信号を出力して空気量の制御を行った
後、ステップ４１１及びステップ４１２を経てシリンダ
１０１ａ内にターボ均質燃焼を行わせ、高いトルクを得
ることができる。
【００６２】（３−２）燃費重視モード時 一方、運転モードが燃費重視であれば、ステップ４０３
の判定が満たされず、ステップ４１４にて第１排気制御
弁１０６を閉じ、第２排気制御弁１０７を第２タービン
１０５ａ側に開口させる。この動作により、第２タービ
ン１０５ａが回転し、吸気管１１２の過給圧を高める。
その後、予め設定した過給圧（例えば140kPa）に達した
ら、ステップ４１５に移り、第１排気制御弁１０６から
排気の一部を第１タービン１０４ａに流し、第１タービ
ン１０４ａを予回転させながら、過給圧が過度に上昇す
ることを防ぐ。
【００６３】図８は、このときの第１及び第２排気制御
弁１０６，１０７の作動状態を表す詳細図である。図８
において、まず、コントローラ１１４からの信号で、第
２補助バルブ２０５のアクチュエータ２１５に負圧が供
給され、第２補助バルブ２０５が開く。第２補助バルブ
２０５はその開口面積が小さいので、比較的小さな力で
開閉を行なうことができる。つぎに第２主バルブ２０４
のアクチュエータ２１４に負圧を供給し、第２主バルブ
２０４を開く。第１補助バルブ２０５が開いているの
で、バルブの前後の圧力差が小さく、比較的小さな力で
主バルブ２０４を開閉できる。こうしてエンジン１０１
からの排気ガスが第２過給機１０５の第２タービン１０
５ａに供給されて過給が行われ、十分なトルクを得るこ
とができる。過給圧が所定の設定値例えば１４０kPaに
達すると、第１補助バルブ２０２のアクチュエータ２１
２に負圧が供給され、第１補助バルブ２０２が開く。こ
れにより、第１タービン１０４ａを予回転させて応答性
を高めることができる。
【００６４】なお、さらに排気ガス量が多い場合には、
アクチュエータ２１６（又は２１３でもよい。以下同
様）を作動させて第２リリーフバルブ２０６（又は第１
リリーフバルブ２０３）を開き、過給圧の過度の上昇を
防ぐ。リリーフバルブ２０６（又は２０３）の開度は、
吸気管圧力をモニターし、これが一定圧力を保つように
アクチュエータ２１６（又は２１３）により制御され
る。
【００６５】その後、ステップ４１６に移り、要求トル
クが１８０Nm以上であるかどうかを判定する。要求トル
クが１８０Nm未満であればこの判定が満たされず、ステ
ップ４０９に移って前述と同様に圧縮行程噴射に設定
し、ステップ４１０にて空気量の制御を行った後、ステ
ップ４１１において圧縮行程噴射を行い、ステップ４１
２でターボ成層燃焼を行なわせ、燃費を向上させること
ができる。このとき、この燃費重視モードでは、ステッ
プ４１６で説明したように、応答性重視モードの場合と
比べ、ターボ成層燃焼するトルクの上限を引き上げてい
る（１６０Nm→１８０Nm）ので、燃費向上範囲が応答性
重視モードの場合より広く、より燃費が向上できる。
【００６６】要求トルクが１８０Nm以上であるときはス
テップ４１６の判定が満たされ、ステップ４１３に移っ
て上記同様吸気行程噴射に設定し、ステップ４１０にて
空気量の制御を行った後、ステップ４１１及びステップ
４１２を経てシリンダ１０１ａ内にターボ均質燃焼を行
わせ、高いトルクを得ることができる。
【００６７】なお、以上説明した中速運転時のステップ
４０２において要求トルクが例えば１００Nm未満であっ
た場合には、ステップ４１７において排気制御弁１０
６，１０７を現状維持のままとし、そのままステップ４
１０以降へと進む。
【００６８】（４）高速運転時 一方、先に図２に示したステップ２１４での判定が満た
されない場合、エンジン回転数Ｎがいわゆる高速運転領
域（例えばＮ≧４０００rpm）である場合、ステップ５
００の高速制御手順に移る。高速運転では第１タービン
１０４ａのみでは飽和するので、主として第２タービン
１０５ａを用いて過給を行なう。
【００６９】図９は、このステップ５００の詳細手順を
表すフローチャートである。図９において、まず、ステ
ップ５０１において、低回転時および中回転時同様、要
求トルクが中程度（例えば１００Nm）以上であるかどう
かを判定する。
【００７０】判定が満たされたらステップ５０２へ移
り、第１制御弁１０６を閉じるとともにステップ５０３
で第２排気制御弁１０７を第２タービン１０６側に開口
させる。この動作により、第２タービン１０５ａが回転
し、吸気管１１２の過給圧を高める。その後、ステップ
５０４において、予め設定した過給圧（例えば140kPa）
に達したかどうかを判定し、判定が満たされたらステッ
プ５０５に移り第１排気制御弁１０６から排気の一部を
第１タービン１０４ａに流し、第１タービンを予回転さ
せながら、過給圧が過度に上昇することを防ぐ。さらに
排気ガス量が多い場合には、ステップ５０６にて第２排
気制御弁１０６からバイパス通路側に排気の一部を流し
て過給圧の過度の上昇を防ぐ。なお、このときの動作状
態は前述の図８に示したものとほぼ同様となるので詳細
な説明は省略する。
【００７１】その後、中速運転時で応答性重視モードで
ある場合と同様、ステップ５０７に移り、要求トルクが
１６０Nm以上であるかどうかを判定する。要求トルクが
１６０Nm未満であればこの判定が満たされず、ステップ
５０８に移って圧縮行程噴射に設定する。そして、ステ
ップ５０９にて電子制御スロットル１１２に制御信号を
出力して空気量の制御を行った後、ステップ５１０にお
いてエンジン１のシリンダ１ａの圧縮行程に燃料噴射を
行ってエンジン１０１のシリンダ１０１ａ内に成層混合
気を生成し、ステップ５１１で点火プラグよりシリンダ
１０１ａ内に点火してターボ成層燃焼を行なわせること
で、燃費を向上させることができる。
【００７２】要求トルクが１６０Nm以上であるときはス
テップ５０７の判定が満たされ、ステップ５１２で吸気
行程噴射に設定し、ステップ５０９にて電子制御スロッ
トル１１２に制御信号を出力して空気量の制御を行った
後、ステップ５１０及びステップ５１１を経てシリンダ
１０１ａ内にターボ均質燃焼を行わせ、高いトルクを得
ることができる。
【００７３】なお、以上説明した高速運転時のステップ
５０１において要求トルクが例えば１００Nm未満であっ
た場合には、ステップ５１３において排気制御弁１０
６，１０７を現状維持のままとし、そのままステップ５
０９以降へと進む。
【００７４】以上説明したように、上記第１実施形態に
よれば、エンジン１０１の運転条件に応じ、弁制御手段
としてのコントローラ１１４が複数（この例では２つ）
の排気制御弁１０６，１０７を制御し第１及び第２ター
ボ過給機１０４，１０５に関連する排気通路の選択及び
排気ガス流量の制御を行い、エンジン１０１のシリンダ
０１ａ内に所望の態様の燃焼（成層燃焼又は均質燃焼）
を行わせる。
【００７５】したがって、低速運転時においては、小容
量タービン１０４ａを備えた第１ターボ過給機１０４を
主として用いることで排気ガス流量が少なくても十分に
タービン１０４ａを回転させて応答性よく過給を行い、
特に低負荷の場合は圧縮行程噴射を行ってシリンダ１０
１ａ内に成層燃焼を行わせ燃費向上を図るとともに高負
荷の場合には吸気行程噴射を行ってシリンダ１０１ａ内
に均質燃焼を行わせ出力向上を図れる。また、高速運転
時においては、上記第１ターボ過給機１０４の小容量タ
ービン１０４ａが飽和することから、大容量タービン１
０５ａを備えた第２ターボ過給機１０５を主として用い
て過給を行い、上記同様低負荷の場合にはシリンダ１０
１ａ内に成層燃焼を行わせ燃費向上を図るとともに高負
荷の場合にはシリンダ１０１ａ内に均質燃焼を行わせ通
常のターボエンジンと同等の出力向上を図れる。さらに
中速運転時においては、運転モードが応答性重視モード
であるか燃費重視モードであるかに従い第１ターボ過給
機１０４あるいは第２ターボ過給機１０５を主として用
いて過給を行い、低負荷の場合は圧縮行程噴射を行って
成層燃焼により燃費向上を図れ高負荷の場合には吸気行
程噴射を行って均質燃焼により出力向上を図れる。
【００７６】以上の効果を比較例を用いてさらに詳細に
説明する。本実施形態に対する比較例として、従来の比
較的大容量のタービンを１つ備えたターボ過給機を、シ
リンダ内に直接燃料を噴射する機構を備えた直噴型エン
ジンに適用した場合を考える。図１０は、この比較例に
おける回転数−トルクマップ上の運転領域を示した図で
ある。
【００７７】図１０に示すように、この比較例では、高
速（高回転数）領域では、十分な過給を行ってターボ成
層燃焼による燃費向上効果とターボ均質燃焼による出力
向上効果が得られることがわかるが、低速（低回転数）
領域では、タービンの容量が大き過ぎて十分な過給がで
きないため、十分なターボ成層燃焼あるいはターボ均質
燃焼が行えず、燃費向上効果や出力向上効果が得られな
い。
【００７８】一方、図１１及び図１２は、それぞれ上記
実施形態において応答性重視モード及び燃費重視モード
とした場合の、回転数−トルクマップ上の運転領域を示
した図である。
【００７９】これら図１１及び図１２に示すように、本
実施形態では、図１０に示した比較例と比べて、低速
（低回転数）領域でも第１タービン１０４ａにより効率
よく十分な過給を行ない、ターボ成層燃焼やターボ均質
燃焼を行わせ燃費向上効果及び出力向上効果を得られる
ことがわかり、特に、図１２に示す燃費重視モードで
は、第２タービン１０５ａを使用する領域が広く、ター
ボ成層燃焼領域も大きくなっていることがわかる。
【００８０】また、中速（低回転数）領域で見ると、図
１１に示す応答性重視モードでは第１タービン１０４ａ
を用いかつターボ均質燃焼領域が比較的広くなってお
り、図１２に示す燃費重視モードでは第２タービン１０
５を用いかつターボ成層燃焼領域が比較的広くなってお
り、単一容量のタービンを用いる図１０の比較例に比
べ、応答性重視、燃費重視などの目的に合わせて最適な
タービンが選択され最適な燃焼態様が行われていること
がわかる。
【００８１】以上のように、本実施形態によれば、エン
ジン１０１の低速運転時から中速運転時を経て高速運転
時まで、いずれの場合にも過給機能を十分に発揮させ、
かつ所望の態様の燃焼（成層燃焼又は均質燃焼）を行わ
せ、出力向上又は燃費向上を図ることができる。
【００８２】また、上記比較例のように例えば１つのタ
ービンで低回転領域から高回転領域までなるべく広い範
囲をカバーしようとする場合、制御精度向上の観点か
ら、そのタービンとハウジングのクリアランスを非常に
小さく精度良く製作しなければならない。これに対し、
本実施形態においては、上記したように、コントローラ
１１４が排気制御弁１０６，１０７の開閉動作を制御
し、エンジン１０１の運転条件に応じて主として用いる
ターボ過給機１０４，１０５を切り換えることにより、
最適な所望の態様の燃焼を行わせることが可能である。
したがって、比較的大容量の第２ターボ過給機１０５の
タービン１０５ａについては、ハウジングとの間のクリ
アランスを、第１ターボ過給機１０４のタービン１０４
ａとハウジングのクリアランスの１．５倍以上というよ
うに比較的低精度で製作しており、このような構成とし
ても、十分な過給を行なうことができる。したがって、
第２ターボ過給機１０５の製作精度を低下できる分、製
作コストを低減できる効果がある。
【００８３】さらに、本実施形態においては、第１ター
ビン１０４ａの容量は、第２タービン１０５ａの容量に
対して１／２〜１／５になるように構成している。この
ようにタービンを小型化することにより、第１タービン
のコストを第２タービンの約２／３程度に抑えることが
でき、低コスト化を図ることができる。
【００８４】なお、上記第１実施形態は上記の構成に限
られず、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で
種々の変形が可能である。以下、その変形例を説明す
る。
【００８５】図１３は、上記第１実施形態の一の変形例
の全体概略構成を表すシステム構成図であり、上述した
図１に対応する図である。図１３において、この変形例
は、第１の実施形態と異なり、補助触媒１１５をエンジ
ン１０１の直後の排気管１０３に取り付けたものであ
る。このようにすることで、エンジン１０１と補助触媒
１１５の距離を短くできるので、補助触媒１１５の昇温
および活性化を早め、排気ガスの早期浄化促進を図るこ
とができる。
【００８６】図１４は、上記第１実施形態の他の変形例
の全体概略構成を表すシステム構成図であり、上述した
図１に対応する図である。図１４において、この変形例
は、第１の実施形態と異なり、補助触媒１１５を排気管
１０３の、第２タービン１０５ａをバイパスする部分に
取り付けたものである。
【００８７】これにより、例えばエンジン１０１の暖機
時においては第１排気制御弁１０６を閉じ第２排気制御
弁１０７をバイパス通路側に開くようにすることで、エ
ンジン１０１の排気ガスの持つエネルギーをタービン１
０４ａ，１０５ａに吸収させることなく補助触媒１１５
を早期に昇温させ活性化を早めることができ、排気ガス
の早期浄化促進を図ることができる。
【００８８】また、上記第１実施形態では、２つの過給
機すなわち第１ターボ過給機１０４及び第２ターボ過給
機１０５の両方ともにターボ過給機としたが、これに限
られず、例えば第１タービン１０４ａに代えてスーパー
チャージャーその他の過給機構（機械過給機）としても
よい。これらの場合も同様の効果を得る。
【００８９】さらに、以上はタービンの数を２つとした
が、これにも限られるものでなく、エンジン１０１の大
きさによっては３つ以上のタービンを設け、各排気制御
弁を切り替えてそれらタービンを適宜選択的に作動させ
ることで、既に述べたような効果をあげることも可能で
ある。言い換えれば「容量の異なる２つ以上の過給機を
略選択的に動作させる」という機能を備えていれば、排
気管の接続形態や、排気制御弁の機能は必ずしも上記第
１実施形態で説明したような形式には限定されるもので
はない。
【００９０】また、本発明は２つ以上のタービンを備え
るシステムにも限られず、例えば排気ガス量が少ない低
速又は低負荷時からの加速応答性がよく、かつ高速時に
おいて排圧の過度な上昇がなく、吸入空気量が十分確保
できれば、必ずしもタービンを２つ設けなくてもよい。
以下、そのような実施形態を説明する。
【００９１】本発明の第２の実施形態を図１５〜図１７
により説明する。本実施形態は、比較的大容量のタービ
ン１つを用いて、上記第１実施形態と同様の幅広い領域
で良好な過給機能を得ようとする場合の実施形態であ
る。
【００９２】図１５は、本実施形態のエンジン過給シス
テムの全体概略構成を表す概念的システム構成図であ
る。図１と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明
を省略する。
【００９３】この図１５において、本実施形態は、上記
第１実施形態における第１ターボ過給機１０４を省略し
て第２ターボ過給機１０５のみとなっている。またこれ
に応じて、第１排気制御弁１０６、補助触媒１１５も省
略されている。
【００９４】図１６は、本実施形態に備えられる噴射制
御手段としてのコントローラ１１４によるエンジン１０
１及び第２排気制御弁１１７の制御手順を表すフローチ
ャートであり、上記第１実施形態の図２に相当する図で
ある。
【００９５】図１６において、コントローラ１１４は、
まず最初にステップ６０１において、上記第１実施形態
のステップ２０１及びステップ２０２と同様に、エンジ
ン１０１の回転数、アクセルの開度、エンジン１０１の
冷却水の水温、吸入空気の圧力、排気の温度、ギヤ操作
位置、車速などの運転操作に係わる状態量情報を検出手
段から取り込み、ステップ６０２にて目標トルクを演算
する。その後、ステップ６０３において、上記第１実施
形態のステップ２０４と同様に、運転者が要求している
トルクの大小を判断し、要求トルクが大きい場合は応答
性重視のモードに、要求トルクが小さく、かつその変化
が小さい場合には、燃費重視のモードになるようにする
（モード切替えスイッチでも良い）。そして、ステップ
６０４において、上記ステップ６０３で判定した運転モ
ードを参照した後、そのモードが応答性重視モード（言
い換えれば加速重視モード）であるかどうかを判定す
る。
【００９６】運転モードが応答性（加速性）重視であれ
ば、ステップ６０４の判定が満たされ、ステップ６０５
において、要求トルクを満たす範囲で、成層燃焼を行な
うことのできる最大の空気量をシリンダに取り入れられ
るように、図１の電子制御スロットル１１２を調節す
る。
【００９７】その後、ステップ６０６において、上記空
気量に見合うような第１回の燃料噴射量を決定した後、
残りの空気を使って燃焼できる燃料量を、第２回の燃料
噴射量として設定する。例えば、均質燃焼における理想
混合の場合の空燃比は約１４．７であるが、要求トルク
を満たすような第１回の噴射量の結果の空燃比が約２
９．４だったとすれば、第２回の燃料噴射でも同じ量の
燃料噴射を行ない、第１回と第２回の合計の空燃比が約
１４．７になるようにする。
【００９８】そして、ステップ６０７で圧縮行程となる
のを待って、ステップ６０８においてエンジン１０１の
シリンダに第１回目の燃料噴射を行ってシリンダ内に成
層混合気を生成し、ステップ６０９で点火プラグよりシ
リンダ内に点火してターボ成層燃焼を行わせ、エンジン
トルクを得る。
【００９９】その後、ステップ６１０で膨張行程（また
は排気行程）となるのを待って、ステップ６１１におい
てエンジン１０１のシリンダに第２回の燃料噴射を行な
う。上記手順を終えたら、このフローを終了する。な
お、このような制御を、毎サイクルあるいは所定サイク
ル数をおいて間欠的に行う。
【０１００】なお、前述のステップ６０４において運転
モードが燃費重視モードであった場合には、ステップ６
０５〜ステップ６１１における２回噴射制御を行わず、
ステップ６１２において通常の制御を行う。
【０１０１】以上のように構成した本実施形態の作用効
果を以下に説明する。
【０１０２】上記第１実施形態において前述したよう
に、一般に、小容量のタービンを使うと低速運転時の応
答性は良くなるが高速運転時に排圧が高くなって燃費が
悪化し、大容量のタービンを使用すると低速運転時の応
答性が小容量タービンに比べて劣る。
【０１０３】そこで、本実施形態においては、１つの大
容量のタービン１０５ａを用いるとともに、さらにコン
トローラ１１４で、シリンダの圧縮行程において第１回
目の燃料噴射を行わせてエンジントルクを得た後、シリ
ンダの膨張行程（または排気行程）において第２回目の
燃料噴射を行わせる。この第２回目に噴射された燃料は
エンジントルクとはならないが、高温のシリンダ内（ま
たは排気管）において燃焼し、排気ガスのエネルギーを
増す働きを持つことにより、タービン１０５ａの回転数
の上昇を早めることができるので、上記のように大容量
タービンを用いる場合でも、低速運転時における応答性
を向上させることができ、また、走行におけるターボ成
層燃焼の機会を多くすることができる。
【０１０４】以上のような制御の結果実現可能な回転数
−トルク特性の一例を回転数−トルクマップ上の運転領
域として示した図を図１７に示す（なお併せて加速時の
ＣＶＴの変速曲線を示している）。この図１７は、第１
実施形態における前述の図１１にほぼ相当する図であ
る。
【０１０５】図１７に示すように、本実施形態において
も、上記第１実施形態と同様、低速運転低負荷の場合は
圧縮行程噴射を行ってシリンダ内に成層燃焼を行わせ燃
費向上を図るとともに、高負荷の場合には吸気行程噴射
を行ってシリンダ内に均質燃焼を行わせ出力向上を図る
ことが可能となり、高速運転低負荷の場合はシリンダ内
に成層燃焼を行わせ燃費向上を図るとともに高負荷の場
合にはシリンダ内に均質燃焼を行わせ出力向上を図るこ
とが可能となる。すなわち、エンジンの低速運転時及び
高速運転時のいずれにも過給機能を十分に発揮させ、出
力向上又は燃費向上を図ることができる。
【０１０６】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンの低速運転時
及び高速運転時のいずれにも過給機能を十分に発揮さ
せ、出力向上又は燃費向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
の全体概略構成を表す概念的システム構成図である。
【図２】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
における、コントローラによるエンジン、第１排気制御
弁、及び第２排気制御弁の制御手順を表すフローチャー
トである。
【図３】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
における、低温時の第１及び第２排気制御弁の作動状態
を表す詳細図である。
【図４】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
における、第１タービンに排気ガスを通す場合の第１及
び第２排気制御弁の作動状態を表す詳細図である。
【図５】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
における、低回転域のタービン作動の詳細手順を表すフ
ローチャートである。
【図６】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
における、中回転域のタービン作動の詳細手順を表すフ
ローチャートである。
【図７】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
における、第１タービンに排気ガスを流し、かつ第２タ
ービンを予回転させる場合の第１及び第２排気制御弁の
作動状態を表す詳細図である。
【図８】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
における、第２タービンに排気ガスを流し、かつ第１タ
ービンを予回転させる場合の第１及び第２排気制御弁の
作動状態を表す詳細図である。
【図９】本発明のエンジン過給システムの一実施の形態
における、高回転域のタービン作動の詳細手順を表すフ
ローチャートである。
【図１０】本発明のエンジン過給システムの一実施の形
態の比較例における、従来の比較的大容量のタービンを
１つ備えたターボ過給機をシリンダ内に直接燃料を噴射
する機構を備えた直噴型エンジンに適用した場合の回転
数−トルクマップ上の運転領域を示した図である。
【図１１】本発明のエンジン過給システムの一実施の形
態における、応答性重視モードとした場合の回転数−ト
ルクマップ上の運転領域を示した図である。
【図１２】本発明のエンジン過給システムの一実施の形
態における、燃費重視モードとした場合の回転数−トル
クマップ上の運転領域を示した図である。
【図１３】本発明のエンジン過給システムの一実施の形
態の一変形例の全体概略構成を表すシステム構成図であ
る。
【図１４】本発明のエンジン過給システムの一実施の形
態の他の変形例の全体概略構成を表すシステム構成図で
ある。
【図１５】本発明のエンジン過給システムの他の実施の
形態の全体概略構成を表す概念的システム構成図であ
る。
【図１６】本発明のエンジン過給システムの他の実施の
形態における、コントローラによるエンジン及び第２排
気制御弁の制御手順を表すフローチャートである。
【図１７】本発明のエンジン過給システムの他の実施の
形態における、回転数−トルク特性の一例を回転数−ト
ルクマップ上の運転領域として示した図である。
【符号の説明】
１０１ エンジン １０１ａ シリンダ １０２ 吸気管 １０３ 排気管 １０４ 第１ターボ過給機（第１過給機構） １０４ａ 第１タービン（第１過給機構） １０５ 第２ターボ過給機（第２過給機構） １０５ａ 第２タービン（第２過給機構；タービ
ン機構） １０６ 第１排気制御弁 １０７ 第２排気制御弁 １０８ 主触媒 １１３ 燃料噴射弁 １１４ コントローラ（弁制御手段；噴射制御
手段） １１５ 補助触媒
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ ４Ｄ０４８ Ｔ Ｆ０２Ｄ 23/00 Ｎ Ｆ０２Ｂ 37/007 23/02 Ｋ Ｆ０２Ｄ 23/00 41/02 ３２５Ｄ 23/02 ３２５Ｆ 41/02 ３２５ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｋ 43/00 ３０１ ３０１Ｒ 45/00 ３０１Ｇ ３１０Ｒ 45/00 ３０１ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０１Ｄ ３１０ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｚ (72)発明者 阿保 松春 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Ｆターム(参考） 3G005 EA04 EA05 EA16 EA19 EA24 EA26 FA00 FA04 FA37 GA07 GB24 GB26 GB27 GD09 GD13 GD14 GD17 GD18 HA02 HA05 HA13 HA18 HA19 JA12 JA16 JA24 JA39 JB02 3G084 AA03 AA04 BA05 BA08 BA09 BA13 BA15 BA17 BA21 BA24 CA01 CA02 CA03 CA04 CA09 DA01 DA02 DA04 DA10 DA15 EA11 EB01 EB11 FA05 FA06 FA07 FA10 FA11 FA12 FA20 FA27 FA33 FA36 FA38 3G091 AA02 AA10 AA12 AA24 AA28 AB01 BA03 BA10 BA14 BA15 BA19 BA32 BA38 CA12 CA13 CB02 CB03 CB05 CB07 CB08 DA01 DA02 DA03 DB10 EA01 EA05 EA06 EA07 EA16 EA17 EA39 EA40 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FC04 FC07 FC08 GA06 HA08 HA36 HA37 HB03 HB05 3G092 AA01 AA06 AA09 AA18 BA01 BA09 BB06 DB02 DB03 DC03 DC12 DE03S DF02 DF06 DF07 DF09 DG01 DG06 EA11 EA27 EA28 EA29 FA01 FA10 FA15 FA24 FA39 GA02 GA05 GA06 GA17 GA18 HA01Z HA06X HA16X HD01Z HE01Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA11 HA16 JA01 JA02 JA03 KA05 KA08 KA09 KA24 KA25 LA01 LB04 LC07 MA12 MA19 PA01Z PA16A PD11Z PE01Z PE08Z PF03Z 4D048 CC26 CC27 CC32

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料をシリンダ内に直接噴射する噴射機構
    を備えたエンジンと、 前記エンジンの低回転時に過給を行なうための第１過給
    機構及び高回転時に過給を行なうための第２過給機構を
    含む少なくとも２つの過給機構と、 前記第１及び第２過給機構に関連する排気通路の選択及
    び排気ガス流量の制御を行うための複数の排気制御弁
    と、 前記エンジンの運転条件に応じ、前記第１及び第２過給
    機構のうち所望の少なくとも一方を用いて、燃料をシリ
    ンダの圧縮行程に噴射して燃焼させる成層燃焼及び燃料
    をシリンダの吸気行程に噴射して燃焼させる均質燃焼の
    うちいずれか一方の所望の燃焼を実現させるように、前
    記排気制御弁の開閉動作を制御する弁制御手段とを備え
    ることを特徴とするエンジン過給システム。
  2. 【請求項２】燃料をシリンダ内に直接噴射する噴射機構
    を備えたエンジンと、 前記エンジンの低回転時に過給を行なうための第１過給
    機構及び高回転時に過給を行なうための第２過給機構を
    含む少なくとも２つの過給機構と、 前記第１及び第２過給機構に関連する排気通路の選択及
    び排気ガス流量の制御を行うための複数の排気制御弁
    と、 前記エンジンの回転数及び負荷に応じ、前記第１及び第
    ２過給機構のうち所望の少なくとも一方を用いて、燃料
    をシリンダの圧縮行程に噴射して燃焼させる成層燃焼及
    び燃料をシリンダの吸気行程に噴射して燃焼させる均質
    燃焼のうちいずれか一方の所望の燃焼を実現させるよう
    に、前記排気制御弁の開閉動作を制御する弁制御手段と
    を備えることを特徴とするエンジン過給システム。
  3. 【請求項３】請求項１又は２記載のエンジン過給システ
    ムにおいて、前記少なくとも２つの過給機構はターボチ
    ャージャーであり、前記第１過給機構の容量が前記第２
    過給機構の容量の１／２以上１／５以下であることを特
    徴とするエンジン過給システム。
  4. 【請求項４】請求項１又は２記載のエンジン過給システ
    ムにおいて、前記少なくとも２つの過給機構はターボチ
    ャージャーであり、前記第２過給機構のタービンとハウ
    ジングのクリアランスが、第１過給機構のタービンとハ
    ウジングのクリアランスの１．５倍以上となっているこ
    とを特徴とするエンジン過給システム。
  5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項記載のエンジ
    ン過給システムにおいて、運転者が加速重視モードか燃
    費重視モードかを選択できる選択手段をさらに備え、前
    記弁制御手段は、前記選択手段の選択結果に応じて、前
    記排気制御弁の開閉動作を制御することを特徴とするエ
    ンジン過給システム。
  6. 【請求項６】請求項１〜４のいずれか１項記載のエンジ
    ン過給システムにおいて、運転操作に係わる状態量情報
    を検出しその情報から運転者の意図を判断する判断手段
    をさらに備え、前記弁制御手段は、前記判断手段で判断
    した運転者の意図に応じて、前記排気制御弁の開閉動作
    を制御することを特徴とするエンジン過給システム。
  7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項記載のエンジ
    ン過給システムにおいて、前記排気通路に接続された主
    触媒と、主として前記エンジンの始動時に用いる補助触
    媒とをさらに備え、前記弁制御手段は、前記エンジンの
    始動時または低温時には前記少なくとも２つの過給機構
    をバイパスして主触媒又は補助触媒に排気ガスを優先的
    に流すように、前記複数の排気制御弁を制御することを
    特徴とするエンジン過給システム。
  8. 【請求項８】請求項１〜６のいずれか１項記載のエンジ
    ン過給システムにおいて、前記排気通路に接続された主
    触媒と、主として前記エンジンの始動時に用いる補助触
    媒とをさらに備え、かつこの補助触媒は、前記排気通路
    のうち前記第１過給機構をバイパスする通路に配設され
    ていることを特徴とするエンジン過給システム。
  9. 【請求項９】請求項１〜６のいずれか１項記載のエンジ
    ン過給システムにおいて、前記排気通路に接続された主
    触媒と、主として前記エンジンの始動時に用いる補助触
    媒とをさらに備え、かつこの補助触媒は、前記排気通路
    のうち前記第２過給機構をバイパスする通路に配設され
    ていることを特徴とするエンジン過給システム。
  10. 【請求項１０】請求項１又は２記載のエンジン過給シス
    テムにおいて、第１過給機構を機械過給とし、第２過給
    機構はターボチャージャーであることを特徴とするエン
    ジン過給システムエンジン過給システム。
  11. 【請求項１１】燃料をシリンダ内に直接噴射する噴射機
    構を備えたエンジンと、少なくとも１つの過給用のター
    ビン機構と、前記シリンダの吸気行程または圧縮行程に
    おける第１回目の燃料噴射及び前記シリンダの膨張行程
    または排気行程における第２回目の燃料噴射を含む少な
    くとも２回の燃料噴射を、毎サイクル又は所定サイクル
    数をおいて間欠的に行なうように、前記噴射機構を制御
    する噴射制御手段とを備えることを特徴とするエンジン
    過給システム。
JP2001326839A 2001-10-24 2001-10-24 エンジン過給システム Pending JP2003129852A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001326839A JP2003129852A (ja) 2001-10-24 2001-10-24 エンジン過給システム
EP02011610A EP1306534A3 (en) 2001-10-24 2002-05-28 Engine supercharging system
US10/157,985 US20030074899A1 (en) 2001-10-24 2002-05-31 Engine supercharging system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001326839A JP2003129852A (ja) 2001-10-24 2001-10-24 エンジン過給システム

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007073088A Division JP4188403B2 (ja) 2007-03-20 2007-03-20 制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003129852A true JP2003129852A (ja) 2003-05-08

Family

ID=19143155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001326839A Pending JP2003129852A (ja) 2001-10-24 2001-10-24 エンジン過給システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20030074899A1 (ja)
EP (1) EP1306534A3 (ja)
JP (1) JP2003129852A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006342787A (ja) * 2005-05-10 2006-12-21 Toyota Motor Corp 内燃機関システムの制御装置
JP2007263040A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Isuzu Motors Ltd エンジンの三段過給システム
JP2009085101A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Honda Motor Co Ltd 車両用エンジンの排気制御装置
WO2009111223A3 (en) * 2008-02-29 2009-12-03 Borgwarner Inc. Multi-stage turbocharging system with thermal bypass
WO2010073354A1 (ja) * 2008-12-26 2010-07-01 トヨタ自動車株式会社 過給機付き内燃機関の排気浄化装置
WO2012081061A1 (ja) * 2010-12-17 2012-06-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気加熱装置およびその制御方法
JP2016037909A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気システム

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10319594A1 (de) * 2003-05-02 2004-11-18 Daimlerchrysler Ag Turboladereinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Turboladereinrichtung
JP4558746B2 (ja) * 2004-01-14 2010-10-06 ロータス カーズ リミテッド ターボチャージャ過給型内燃機関
GB0400808D0 (en) * 2004-01-14 2004-02-18 Lotus Car A turbocharged internal combustion engine
DE102004035325A1 (de) * 2004-07-21 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Abgasnachbehandlung mit sequentieller Aufladung
JP2006097684A (ja) * 2004-09-27 2006-04-13 Borgwarner Inc Ｖｔｇタービン段を利用する多段ターボ過給装置
DE102004058371A1 (de) * 2004-12-03 2006-06-14 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit Abgasaufladung
DE102004062492A1 (de) * 2004-12-24 2006-07-13 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und einer Nutzturbine
FR2885649A1 (fr) * 2005-05-13 2006-11-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de suralimentation pour moteur a allumage par compression
DE502005004273D1 (de) * 2005-05-31 2008-07-10 Borgwarner Inc Mehrstufige Turboladeranordnung
EP1777387A1 (de) * 2005-10-19 2007-04-25 Ford Global Technologies, LLC Aufgeladene Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
JP3918855B1 (ja) 2005-11-18 2007-05-23 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の２段式過給システム
DE102006024781A1 (de) * 2006-05-27 2007-11-29 Bayerische Motoren Werke Ag Zweistufige Abgasturboladeranordnung
FR2901844B1 (fr) * 2006-06-01 2008-09-12 Renault Sas Moteur a combustion biturbo etage
ITMI20061479A1 (it) 2006-07-27 2008-01-28 Iveco Spa Motore con recupero dell'energia e sistema catalitico di trattamento dei gas di scarico
US9103274B2 (en) 2006-07-29 2015-08-11 Cummins Emission Solution Inc. Multi-stage turbocharger system
DE102007017845A1 (de) * 2007-04-16 2008-11-27 Siemens Ag Turboaufgeladene Brennkraftmaschine und Verfahren
GB0717212D0 (en) * 2007-09-05 2007-10-17 Cummins Turbo Tech Ltd Multi-stage turbocharger system
FR2925124B1 (fr) * 2007-12-17 2009-12-18 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede pour eviter le pompage dans un systeme de suralimentation a deux turbocompresseurs
US7975480B2 (en) * 2007-12-31 2011-07-12 Cummins, Inc Apparatus, system, and method for preventing overspeed of a turbocharger
US20090178406A1 (en) * 2008-01-14 2009-07-16 Jeffrey Matthews Apparatus, system, and method for utilizing a diesel aftertreatment device between the high pressure and low pressure turbine stages of a two-stage turbocharging system
DE102008000324A1 (de) * 2008-02-18 2009-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung der Druckluftversorgung einer Brennkraftmaschine und eines Getriebes
JP5029780B2 (ja) * 2009-03-06 2012-09-19 トヨタ自動車株式会社 多段過給システム制御装置
GB2475534B (en) * 2009-11-21 2014-11-12 Cummins Turbo Tech Ltd Sequential two-stage turbocharger system
US9995207B2 (en) 2009-11-21 2018-06-12 Cummins Turbo Technologies Limited Multi-stage turbocharger system
US10054037B2 (en) 2009-11-21 2018-08-21 Cummins Turbo Technologies Limited Multi-stage turbocharger system with bypass flowpaths and flow control valve
US20110120123A1 (en) * 2009-11-23 2011-05-26 International Engine Intellectual Property Company , Llc Low pressure turbine waste gate for diesel engine having two stage turbocharger
SE1150155A1 (sv) * 2010-05-04 2011-11-05 Alpraaz Ab Avgassystem för en förbränningsmotor
DE102011008568A1 (de) * 2011-01-14 2012-07-19 Daimler Ag Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben eines Abgassystems
DE102011078282A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-03 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Steuerung einer Turboladeranordnung eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung
EP2749752A4 (en) * 2011-08-23 2015-11-04 Toyota Motor Co Ltd DEVICE FOR MANAGING A TURBOCHARGER INTERNAL COMBUSTION ENGINE
FI20125820A (fi) * 2012-07-30 2014-01-31 Waertsilae Finland Oy Polttomoottori
DE102014116639A1 (de) * 2014-11-13 2016-05-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
GB2533351A (en) * 2014-12-17 2016-06-22 Gm Global Tech Operations Inc Internal combustion engine having a two stage turbocharger
GB201505276D0 (en) * 2015-03-27 2015-05-13 Jaguar Land Rover Ltd Vehicle turbocharging system
US10151236B2 (en) 2015-07-22 2018-12-11 Ford Global Technologies, Llc Exhaust control valve controlling exhaust gas flow in a turbocharger system
US9995206B2 (en) * 2016-04-08 2018-06-12 Southwest Research Institute Intake air boost system for two-cycle engine having turbo-supercharger
JP6540659B2 (ja) * 2016-11-10 2019-07-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
DE102018205769A1 (de) * 2018-04-17 2019-10-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage
DE102018003961A1 (de) * 2018-05-17 2019-11-21 Daimler Ag Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmachine

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59138748A (ja) * 1983-01-27 1984-08-09 Hino Motors Ltd タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンを備えた車両
JPH051556A (ja) * 1991-06-26 1993-01-08 Mazda Motor Corp 過給機付エンジンの吸気装置
JPH05113125A (ja) * 1991-10-23 1993-05-07 Fuji Heavy Ind Ltd Ｆｆｖ用エンジンの過給圧制御方法
JPH05321643A (ja) * 1992-05-26 1993-12-07 Mazda Motor Corp ターボ過給機付エンジンの排気装置
JPH07101271A (ja) * 1993-08-10 1995-04-18 Mitsubishi Motors Corp 車両運転操作状態の推定方法および車両運転特性制御方法
JPH09112251A (ja) * 1995-10-24 1997-04-28 Mitsubishi Motors Corp ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JPH09126028A (ja) * 1995-11-07 1997-05-13 Yamaha Motor Co Ltd 高圧縮比筒内噴射内燃機関
JPH11173180A (ja) * 1997-12-12 1999-06-29 Nissan Motor Co Ltd 筒内噴射式火花点火機関
JPH11210482A (ja) * 1998-01-21 1999-08-03 Mazda Motor Corp 機械式過給機付エンジンの制御装置
JP2000282920A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Denso Corp 内燃機関制御装置
JP2001050038A (ja) * 1999-08-06 2001-02-23 Fuji Heavy Ind Ltd 過給機付エンジン

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4982567A (en) * 1988-01-29 1991-01-08 Mazda Motor Corporation Air supply control systems for turbocharged internal combustion engines
EP0334228B1 (en) * 1988-03-19 1993-10-27 Mazda Motor Corporation Air supply control systems for internal combustion engines
EP0334206B1 (en) * 1988-03-19 1992-06-17 Mazda Motor Corporation Air supply control systems for internal combustion engines
US4993228A (en) * 1988-05-27 1991-02-19 Mazda Motor Corporation Internal combustion engine with turbo supercharger
US5168707A (en) * 1989-11-21 1992-12-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine with a dual turbocharger system
JP4032398B2 (ja) * 1996-09-18 2008-01-16 マツダ株式会社 ターボ過給機付エンジン及びターボ過給機付エンジン搭載車のパワーユニット
JP2001012234A (ja) * 1999-06-30 2001-01-16 Fuji Heavy Ind Ltd 過給機付きエンジンの排気装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59138748A (ja) * 1983-01-27 1984-08-09 Hino Motors Ltd タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンを備えた車両
JPH051556A (ja) * 1991-06-26 1993-01-08 Mazda Motor Corp 過給機付エンジンの吸気装置
JPH05113125A (ja) * 1991-10-23 1993-05-07 Fuji Heavy Ind Ltd Ｆｆｖ用エンジンの過給圧制御方法
JPH05321643A (ja) * 1992-05-26 1993-12-07 Mazda Motor Corp ターボ過給機付エンジンの排気装置
JPH07101271A (ja) * 1993-08-10 1995-04-18 Mitsubishi Motors Corp 車両運転操作状態の推定方法および車両運転特性制御方法
JPH09112251A (ja) * 1995-10-24 1997-04-28 Mitsubishi Motors Corp ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JPH09126028A (ja) * 1995-11-07 1997-05-13 Yamaha Motor Co Ltd 高圧縮比筒内噴射内燃機関
JPH11173180A (ja) * 1997-12-12 1999-06-29 Nissan Motor Co Ltd 筒内噴射式火花点火機関
JPH11210482A (ja) * 1998-01-21 1999-08-03 Mazda Motor Corp 機械式過給機付エンジンの制御装置
JP2000282920A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Denso Corp 内燃機関制御装置
JP2001050038A (ja) * 1999-08-06 2001-02-23 Fuji Heavy Ind Ltd 過給機付エンジン

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006342787A (ja) * 2005-05-10 2006-12-21 Toyota Motor Corp 内燃機関システムの制御装置
JP2007263040A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Isuzu Motors Ltd エンジンの三段過給システム
JP2009085101A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Honda Motor Co Ltd 車両用エンジンの排気制御装置
WO2009111223A3 (en) * 2008-02-29 2009-12-03 Borgwarner Inc. Multi-stage turbocharging system with thermal bypass
KR101506696B1 (ko) 2008-02-29 2015-04-06 보르그워너 인코퍼레이티드 열 바이패스를 가지는 다단 터보차징 시스템
WO2010073354A1 (ja) * 2008-12-26 2010-07-01 トヨタ自動車株式会社 過給機付き内燃機関の排気浄化装置
JP5024459B2 (ja) * 2008-12-26 2012-09-12 トヨタ自動車株式会社 過給機付き内燃機関の排気浄化装置
EP2372122A4 (en) * 2008-12-26 2013-07-31 Toyota Motor Co Ltd EXHAUST GAS PURIFYING DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH VOLUMETRIC COMPRESSOR
US8516814B2 (en) 2008-12-26 2013-08-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus for a turbocharged internal combustion engine
WO2012081061A1 (ja) * 2010-12-17 2012-06-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気加熱装置およびその制御方法
JPWO2012081061A1 (ja) * 2010-12-17 2014-05-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気加熱装置およびその制御方法
JP2016037909A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP1306534A3 (en) 2004-03-31
US20030074899A1 (en) 2003-04-24
EP1306534A2 (en) 2003-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003129852A (ja) エンジン過給システム
JP5370243B2 (ja) ターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置
JP2009007934A (ja) 内燃機関の制御装置および方法
JP2004036595A (ja) 圧縮着火式内燃機関の制御装置
CN111788378B (zh) 内燃机及其控制方法
JP4188403B2 (ja) 制御装置
JP2004245104A (ja) 過給式エンジン
JP4177961B2 (ja) 内燃機関を動作させる方法と内燃機関
JP2000038951A (ja) 機械式過給機付エンジンの制御装置
JP6128425B2 (ja) 内燃機関の過給機制御装置
JP3807473B2 (ja) 内燃機関
JP6763488B2 (ja) 車両用内燃機関の制御方法および制御装置
JP2006152894A (ja) 過給機付き内燃機関のスロットル制御装置
JPH10274070A (ja) 機械式過給機付筒内噴射式エンジン
JP2011241713A (ja) 内燃機関の制御装置
JPH10288056A (ja) ターボ過給機付内燃機関
JP3185165B2 (ja) 過給機付エンジンの制御方法
JP5397291B2 (ja) ターボ過給機付きエンジンの始動制御装置
JP2000145524A (ja) 可変ターボチャージャを備えた内燃機関
JP6340629B2 (ja) ハイブリッド自動車の駆動装置
JP6672784B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6763489B2 (ja) 車両用内燃機関の制御方法および制御装置
JP3187613B2 (ja) 過給機付エンジンの制御方法
JP3159346B2 (ja) 過給機付エンジンの制御方法
JP5482600B2 (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070123

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070605